來源:內容由半導體行業觀察(ID:icbank)轉載自公眾號「大話成像」,作者:maver jiang,謝謝。
不論是設計還是選購相機,影象感測器幾乎是要考慮的第一要素。無論你是開發工業、醫療、手機、或是車載等相機,影象感測器的功能、效能、大小、功耗、介面、價格、供貨能力等因素,決定了相機開發者在開發立項時的選擇。這一篇我們就盤點一下各影象感測器廠家及其具有代表性的技術特點。
從總的影象感測器市場份額來看,Sony是當之無愧的市場的老大,佔據著約40%的份額。我們就先從Sony來介紹。
第一個背照式(BSI)cmos影象感測器。(關於FSI與BSI技術,詳見公眾號2017年10月技術文章《小談CMOS Sensor 設計之FSI和BSI》
第一個AI cmos影象感測器。這是SONY最新發布的關於其AI Image Sensor的PPT
依賴這些技術創新,Sony 在高靈敏度,低噪聲,高速傳輸這些方面具有很大的優勢,所以佔據諸如apple(手機),Axis(安防)這些高階相機的影象感測器市場。
Sony 特意註冊了兩個商標,標榜其優異的低光效能,STARVIS——星光夜視。Pregius,這個名字看起來就不怎麼直觀,都不知道怎麼翻譯。反正就是Global Shutter加低光效能。好多人吐槽Sony的產品命名,手機叫Xperia,微單相機叫ILCE,讓人看了都不知道怎麼念。
2.緊隨Sony之後的是三星。三星佔據了22%的市場份額(2020年)。
與Sony幾乎有各種型別、各種應用的影象感測器產品不同,三星影象感測器主要集中在手機市場,現在也開始在車載領域著力。
三星可以說是最有實力挑戰Sony的影象感測器廠,是世界上第一個推出一億畫素手機影象感測器的公司。現在繼續走小畫素尺寸,超高畫素數的路線。最近剛剛宣佈推出了2億畫素,畫素尺寸0.64um的影象感測器,據說三星計劃到2025年推出576M的影象感測器。
2013年,三星推出一款手機sensor,把每個畫素分成左右兩半,目的是為了減少crosstalk,並且提高動態範圍。為這種畫素分隔技術起名叫ISOCELL,ISO是isolation隔離的意思,也就是把一個畫素分割成若干小的畫素。這個名字倒是比較直觀,讓人一下就能catch到技術特點。開始ISOCELL是一分二,現在推出的Tetracell是一分四,Tetra是四的意思。
現在(2021)年,已經發展到第5代ISOCELL技術,並且三星還給一個‘創新’的binning技術起名叫ChameleonCell(變色龍),sensor可以根據環境光線強弱,進行2x2或者4x4binning。
不過三星這種靠創畫素數記錄上熱搜的路數也被不少影象感測器論壇上的業內使用者吐槽,勸三星不要忽悠大家,還是要專注好好做產品 —— Make Products with a capital P。
Sony 也都有類似的畫素分割技術,Sony叫Dual PD(一分二), Quad Bayer(一分四),Octa PD(一分八)。
3.Omnivision(以下簡稱OV)常年佔據老三的位置。
與Sony 與 三星最大的不同,OV沒有自己的工廠,自己設計,然後完全靠代工廠生產,這種業務模式叫Fabless。Fabless模式的優點是投資少,自己只負責投資在sensor的設計上就可以,缺點是由於沒有對工藝的絕對把控,產品的效能很難與那些有工廠的公司競爭,所以Fabless型別公司的sensor定價普遍較低,這也同時導致其總營收比較低。但所謂船小好掉頭,OV的產品線是三大廠裡最豐富的 —— 從手機、安防、車載到醫療、從image sensor到ISP soc,甚至ISP IP授權,一應俱全。
最近IISW(國際影象感測器工作會議)主席團換屆,OV的CTO Boyd Fowler成為新一屆主席團成員(一共四人,Sony也佔了一席),充分說明了他個人以及OV其在業內的成績有目共睹。
Pixel scale的競爭OV也自然加入其中,OV最新推出60M的OV60A影象感測器pixel size只有0.61um,是現在業內畫素最小的影象感測器,而且這款sensor還集成了EIS(電子防抖)功能。
OV對產品的命名還算比較直觀,一分二的就叫split pixel,一分四的就叫4 cell。把下面三項技術改進弄個名字叫PureCel。
Sony,三星,OV的sensor筆者都曾用過,技術文件也都看過;SONY文件的日式英語,三星文件的韓式英語都領教過,OV的技術文件真是寫得最好的。幾年前有一次筆者去矽谷訪問,因為OV的創始人是華人,我問OV的工程師,你們加州總部有多少華人,OV的工程師開玩笑說他們基本除了HR和寫技術文件的,都是華人。這從一個側面說明OV對文件和技術支援的重視。
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